關(guān)于華南師范大學(xué)情人湖空氣中微生物含量變化原因的探究(第六組)

關(guān)于華南師范大學(xué)情人湖空氣中微生物含量變化原因的探究張柏輝20132501076，余秋梅20132501085，袁遠(yuǎn)20132501130（華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州510631）摘要：采用自然沉降法對(duì)情人湖周圍三個(gè)常有人駐足的代表性功能區(qū)域空氣中微生物的時(shí)空特征進(jìn)行了檢測(cè)與分析，結(jié)果表明，晚上20:30時(shí)，情人湖南岸和情人橋空氣中微生物最多，分別達(dá)到4.6×103cfu/m3和9.0×103cfu/m3,已經(jīng)構(gòu)成污染；中午12:40情人湖西岸、南岸、情人橋空氣中微生物最少，分別為3.9×102cfu/m3,2.9×102cfu/m3和3.9×102cfu/m3，空氣清潔；就時(shí)間段而言，7:40和12：40時(shí)，空氣中微生物含量較低，均低于1.5×103cfu/m3，而16:30和20:30時(shí)，空氣中微生物含量較高，均高于1.5×103cfu/m3；空氣中微生物含量與我們的日?；顒?dòng)緊密相關(guān)，情人湖周邊也是華師師生重要的生活功能區(qū)，通過了解情人湖旁空氣微生物的污染情況，為師生提出相應(yīng)的建議。關(guān)鍵詞：華南師范大學(xué)；情人湖；微生物污染空氣是人類賴以生存的，也是疾病傳播的主要媒介[1]，空氣中微生物濃度過高，能夠?qū)е氯藗兓疾茁试黾覽2]。通常情況下，由于空氣中缺乏微生物生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和充足水分，且日光中紫外線的照射還有抑制微生物生長(zhǎng)的作用，大氣環(huán)境并不是微生物生存良好的場(chǎng)所[3]。然而，由于情人湖旁相對(duì)濕度較高，植被密集，遮光性較強(qiáng)，人流量也較為密集，因此存在著微生物污染。其結(jié)果可能引起人們出現(xiàn)眼刺激感、哮喘、過敏性皮炎、過敏性肺炎和傳染性疾病，重者甚至導(dǎo)致死亡[4]。因此，通過了解情人湖旁微生物的時(shí)空變化特征以及產(chǎn)生變化的原因，對(duì)于增強(qiáng)師生的自我保護(hù)意識(shí)，防止呼吸道疾病的傳播具有重要意義。1．材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)儀器恒溫培養(yǎng)箱、高壓蒸汽滅菌鍋、無菌操作臺(tái)、電爐、90mm培養(yǎng)皿、pH試紙、錐形瓶、接種環(huán)、酒精燈、油鏡、載玻片、蓋玻片。1.2取樣方法與取樣條件所用培養(yǎng)基均使用自然沉降法取樣，暴露時(shí)間為8分鐘。取樣點(diǎn)的設(shè)置按照人群分布密集點(diǎn)分別選取三個(gè)具有代表性的區(qū)域，分別是：情人湖西岸石凳（取樣點(diǎn)1）、情人湖南岸細(xì)葉榕下（取樣點(diǎn)2）、情人橋中央（取樣點(diǎn)3），如圖1所示；圖SEQ圖\*ARABIC1取樣點(diǎn)設(shè)置圖示取樣時(shí)間與條件如表一所示：取樣點(diǎn)取樣時(shí)間光照條件氣象條件人流量取樣點(diǎn)1（情人湖西岸石凳）7:40陰涼微風(fēng)少12:40陰涼無風(fēng)少16:30陰涼微風(fēng)多20:30無光微風(fēng)少取樣點(diǎn)2（情人湖南岸細(xì)葉榕下）7:40陽光直射微風(fēng)少12:40陽光直射無風(fēng)少16:30陽光直射微風(fēng)多20:30無光微風(fēng)多取樣點(diǎn)3（情人橋中央）7:40陰涼微風(fēng)少12:40陰涼無風(fēng)少16:30陰涼微風(fēng)多20:30無光微風(fēng)極多表SEQ表\*ARABIC1取樣時(shí)間與條件1.3材料準(zhǔn)備無菌培養(yǎng)基制備：準(zhǔn)確稱取牛肉膏1.2克，蛋白胨4克，NaCl2克，依次加入盛有400ml蒸餾水的燒杯中，將培養(yǎng)液放在電爐上加熱，同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌，待牛肉膏完全溶解后，將培養(yǎng)液分裝到2個(gè)300ml的錐形瓶中，然后調(diào)節(jié)pH到7，最后分別加入3克瓊脂。將配制好的培養(yǎng)基包扎好進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。將滅過菌的培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿取出，將培養(yǎng)基放入微波爐箱中加熱至完全溶解，待溫度下降到50℃左右，將錐形瓶中的培養(yǎng)基在無菌條件下倒入培養(yǎng)皿中，震蕩搖勻，使培養(yǎng)基剛好覆蓋整個(gè)培養(yǎng)皿。在培養(yǎng)基凝固后，將培養(yǎng)皿翻轉(zhuǎn)并倒置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。用保鮮袋將倒好的培養(yǎng)基裝好，放進(jìn)冰箱中冷凍保存，備用。1.4評(píng)價(jià)方法1.4.1空氣中細(xì)菌數(shù)量統(tǒng)計(jì)按照奧梅良思基公式計(jì)算實(shí)際每立方厘米空氣中細(xì)菌總數(shù)(cfu):C=1000×50N/(At)其中，C為空氣中微生物總數(shù)（cfu/m3）；N為平板暴露8min.后于37℃培養(yǎng)42~55h后生長(zhǎng)的菌落數(shù)（個(gè)/皿）；A為培養(yǎng)皿的底面積（選用直徑9cm平板）（cm2）；t為暴露時(shí)間（8min）。參照中國(guó)科學(xué)院生態(tài)研究中心制定的大氣微生物污染級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，見表2，對(duì)空氣中污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]。級(jí)別程度大氣細(xì)菌總數(shù)Ⅰ清潔＜1000Ⅱ較清潔1001-2500Ⅲ輕微污染2501-5000Ⅳ污染5001-10000Ⅴ中污染10001-20000Ⅵ嚴(yán)重污染20001-45000Ⅶ極嚴(yán)重污染45001-表SEQ表\*ARABIC2大氣微生物污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（cfu/m3）1.4.2空氣中細(xì)菌種類統(tǒng)計(jì)采用革蘭氏染色法對(duì)空氣中細(xì)菌種類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。用接種環(huán)蘸取三個(gè)于人流量最大接種的培養(yǎng)基（下午4:40取樣點(diǎn)1、晚上8:30取樣點(diǎn)2、晚上8:30取樣點(diǎn)3）上采集的所用細(xì)菌菌落進(jìn)行革蘭氏染色，并在油鏡下鏡檢，檢測(cè)G+菌與G-菌的相對(duì)含量。選取3個(gè)在下午、晚上的培養(yǎng)基中均出現(xiàn)的菌種進(jìn)行革蘭氏染色，并在油鏡下鏡檢，檢測(cè)其種類。2.結(jié)果與分析2.1各取樣點(diǎn)在不同時(shí)間段菌落種類、數(shù)量統(tǒng)計(jì)取樣時(shí)間取樣點(diǎn)微生物種類及數(shù)量（個(gè)/皿）cfu/m37:401霉菌0589酵母菌0細(xì)菌62霉菌01473酵母菌0細(xì)菌153霉菌01080酵母菌0細(xì)菌1112:401霉菌0393酵母菌0細(xì)菌42霉菌0295酵母菌0細(xì)菌33霉菌0393酵母菌0細(xì)菌416:301霉菌92455酵母菌0細(xì)菌252霉菌23339酵母菌0細(xì)菌343霉菌42357酵母菌0細(xì)菌2420:301霉菌71669酵母菌0細(xì)菌172霉菌04615酵母菌5細(xì)菌473霉菌39034酵母菌35細(xì)菌92表SEQ表\*ARABIC3各取樣點(diǎn)在不同時(shí)間段菌落種類、數(shù)量統(tǒng)計(jì)根據(jù)cfu/m3的高低，容易得出結(jié)論：中午12:30空氣中細(xì)菌含量最低，早晨7:30次之，下午17:10至以及晚上8：30空氣中細(xì)菌含量則相對(duì)較高。綜合各實(shí)驗(yàn)組采樣條件以及相互對(duì)照，對(duì)于影響室外情人湖畔空氣中微生物含量變化的原因，共有兩條。人流量的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，對(duì)于20:30分的三個(gè)取樣點(diǎn)，空氣中微生物含量與人流量的多少呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)。而對(duì)于白天的三個(gè)取樣時(shí)間，人流量較大的16:30，采得微生物的數(shù)量也顯著多與7:40與12:40。光照的影響。晝夜相比，最大的區(qū)別在于光照。白天，暴露于陽光之下的空氣由于紫外線的抑菌作用，微生物含量較低，而晚上則失去了這一作用條件，因此CFU/cm3急劇上升。綜合考量，由于夜晚在情人橋、情人湖南岸休憩師生、教職工家屬較多，且失去了紫外線的抑菌作用，因此出現(xiàn)了空氣中微生物含量激增的狀況；而在下午，許多退休職工在情人湖西岸休憩、較多行人從情人湖南岸、情人橋通過，空氣中微生物含量也較高。反觀早晨和中午，情人湖畔人流量并不大，而且存在紫外線照射，空氣中微生物含量也較低。2.2人流量密集時(shí)細(xì)菌種類的探究取對(duì)應(yīng)培養(yǎng)基中細(xì)菌進(jìn)行格蘭仕染色得到的鏡檢情況如圖2至4所示圖SEQ圖\*ARABIC216:30采樣點(diǎn)1G+菌與G-菌相對(duì)數(shù)量（100X10），革蘭氏染色圖SEQ圖\*ARABIC320:30采樣點(diǎn)2G+菌與G-菌相對(duì)數(shù)量（100X10），革蘭氏染色圖SEQ圖\*ARABIC420:30采樣點(diǎn)3G+菌與G-菌相對(duì)數(shù)量（100X10），革蘭氏染色從鏡檢結(jié)果容易看出，在相應(yīng)時(shí)間下，三個(gè)人流量較大的地點(diǎn)空氣中細(xì)菌都已革蘭氏陰性菌為主，而革蘭氏陰性菌一般為致病菌，因此情人湖畔人流量較大的時(shí)間、地點(diǎn)的空氣中存在較多致病菌。2.3建議2.3.1情人湖畔早晨空氣質(zhì)量不錯(cuò)，適合晨練。2.3.2情人湖畔中午空氣質(zhì)量佳，若過往行人不多，是飯后散步休閑的好去處。2.3.3情人湖畔下午（工作時(shí)間）空氣質(zhì)量較差，應(yīng)避免前往休息。2.3.4情人湖畔晚上空氣質(zhì)量令人擔(dān)憂，有晚上前往情人湖畔，尤其是情人橋駐足習(xí)慣的同學(xué)最好另覓去處。3.討論盡管預(yù)先進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，但在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，仍然發(fā)現(xiàn)存在一些問題3.1自然沉降法自身限制本實(shí)驗(yàn)的菌種采樣選擇了自然沉降法，利用空氣微生物粒子的重力作用，讓所處區(qū)域的空氣中微生物顆粒逐步沉降到帶有培養(yǎng)介質(zhì)的培養(yǎng)皿內(nèi)的一種采樣方法。但是不能測(cè)定空氣流量和懸浮在空氣沖的小粒子上的細(xì)菌，因此測(cè)定結(jié)果較為粗糙。同時(shí)，根據(jù)輕工部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該類用于空氣細(xì)菌采樣的品面皿的直徑允許誤差范圍是±2mm[6]，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)定也會(huì)照成影響。3.2培養(yǎng)時(shí)間不當(dāng)本實(shí)驗(yàn)的不同實(shí)驗(yàn)組培養(yǎng)時(shí)間不一致，7:40取樣的實(shí)驗(yàn)組培養(yǎng)時(shí)間為54小時(shí)50分鐘，而20:30取樣的實(shí)驗(yàn)組培養(yǎng)時(shí)間則為42小時(shí)。若培養(yǎng)時(shí)間不足，則培養(yǎng)時(shí)間相對(duì)較短的實(shí)驗(yàn)組的培養(yǎng)基上可能尚有細(xì)菌未形成菌落。3.3菌落種類統(tǒng)計(jì)方法缺陷在本實(shí)驗(yàn)中采用的菌落種類統(tǒng)計(jì)方法出現(xiàn)了較大缺陷。3.3.1對(duì)G+菌與G-菌相對(duì)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)本實(shí)驗(yàn)對(duì)G+菌與G-菌相對(duì)數(shù)量進(jìn)行測(cè)定時(shí)，只是檢測(cè)了培養(yǎng)皿終止培養(yǎng)時(shí)G+菌與G-菌的相對(duì)數(shù)量，然而，不同菌之間的生長(zhǎng)速度存在差異。極有可能出現(xiàn)的情況是，生長(zhǎng)速度快的菌影響了本實(shí)驗(yàn)對(duì)G+菌與G-菌相對(duì)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。3.3.2對(duì)酵母菌和細(xì)菌的區(qū)分本實(shí)驗(yàn)對(duì)酵母菌和細(xì)菌的區(qū)分僅采用了菌落形態(tài)觀察法，而沒有通過對(duì)不確定菌種制水鏡片的方法，存在較大誤差。3.4未對(duì)人流量采取定量測(cè)定本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中未對(duì)各時(shí)間經(jīng)過各取樣點(diǎn)的人流量進(jìn)行定量測(cè)定，只是根據(jù)目測(cè)得出定性結(jié)論，使得結(jié)果可信度下降。3.5未進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)一天的空氣微生物含量進(jìn)行了測(cè)定，未進(jìn)行定期跟蹤測(cè)量，得出動(dòng)態(tài)變化情況，難以將情況推廣至其他天氣條件，如潮濕、陰雨、大風(fēng)等，參考價(jià)值有所下降。參考文獻(xiàn):張朝武.衛(wèi)生微生物學(xué)（第四版）[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2007.孫平勇，劉雄倫，劉金靈，等.空氣微生物研究進(jìn)展.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010,26(11):336-340.[3]趙瑩瑩，徐姝穎，劉登勇.校園室內(nèi)空氣中微生物含量的調(diào)查分析.渤海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013,34（1）:52-55.HargreavesM,ParappukkaranS.MarawskaL,etal.APilotinvestigationintoassociationbetweenindoorairbornefungalandnon-biologicalparticleconcentartionsinr